气体溶解率高
微纳米气泡具有上升速度慢、自身增压溶解的特点,使得微纳米气泡在缓慢的上升过程中逐步缩小成纳米级,***后消减湮灭溶入水中,从而能够大大提高气体(空气、氧气、臭氧、二氧化碳等)在水中的溶解度。对于普通气泡,气体的溶解度往往受环境压力的影响和限制存在饱和溶解度。在标准环境下,气体的溶解度很难达到饱和溶解度以上。而微纳米气泡由于其内部的压力高于环境压力,使得以大气压为假定条件计算的气体过饱和溶解条件得以打破。
微纳米气泡简介
微纳米气泡(Fine-Bubble)根据气泡的大小分为微米尺寸的微米气泡(Microbubble)和纳米尺寸的纳米气泡( Ultrafine Bubble or Nanobubble )两种。微纳米气泡之所以单独分为一类,是因为它和一般见到的几mm大小的普通微小气泡(Milli-Bubble)具有截然不同的特点,如图1所示。微纳米气泡与普通气泡在外部形态上差别在于微纳米气泡具有自我收缩并***终在水下消失或在某种条件下形成稳定存在的纳米气泡的趋势,而普通气泡在水中会迅速上升至水面处[图1]。这种差异源于微纳米气泡自身的物理、化学特性。有关纳米气泡的存在机理和物理化学特性是研究的热点。
微纳米气泡的特性
气液传质率高
液体中气体的体积和直径共同决定了气液的比表面积,气液的比表面积又决定了气体的传质效率。通过气液界面的表面张力理论能够发现,当气泡的直径变小时,其表面张力对其的影响将会变得越明显。微纳米气泡相对于普通气泡拥有更小的直径,因此它受到其表面张力的影响更大并且在促使其收缩,同时逐渐增大气泡的内部压力。当微纳米气泡的收缩达到某一极限值时,气泡内部的气压将会趋于无限大,这种自增压效应会使微纳米气泡溶于水或者在水面处消失。通过上述过程,可以使得水中的气体溶解率达到一种过饱和的状态,实现了气液传质,同时产生较好的传质效率。